Проектирование систем отопления и вентиляции производственного здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

« БРАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ

Курсовая работа по дисциплине

“Системы отопления и вентиляции”

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

140104.65 СО 00 КР 00000 ПЗ

Братск 2017

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Исходные данные

2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

2.1 Теплотехнический расчет наружных стен

2.2 Теплотехнический расчет пола расположенного на грунте

2.3 Теплотехнический расчёт световых проёмов

2.4 Теплотехнический расчёт крыши

2.5 Теплотехнический расчёт наружных дверей

3. Расчет тепловыделения. Определение тепловой мощности системы отопления

3.1 Определение тепловой мощности системы отопления

3.2 Определение дополнительных потерь теплоты

3.3 Определение минимальных технологических и бытовых тепловыделений

3.4 Определение потерь теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха

3.5 Ведомость расчета теплопотерь

4. Описание системы отопления

5. Расчет отопительных приборов

6. Гидравлический расчет системы водяного отопления

7. Описание системы вентиляции

8. Расчет воздухообмена в здании

8.1 Расход воздуха для производственных помещений

8.2 Выбор вентиляционной решетки

9. Аэродинамический расчёт приточной механической системы вентиляции

10. Расчет и подбор калорифера

11. Подбор вентилятора

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Требуемый микроклимат в помещении создается следующими системами инженерного оборудования зданий: отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Системы отопления служат для создания и поддержания в помещениях в холодный период года необходимых температур воздуха, регламентируемых соответствующими нормами. Таким образом, они позволяют разрешить лишь одну из задач по созданию и обеспечению микроклимата в помещении - необходимого теплового режима.

В тесной связи с тепловым режимом помещений находится воздушный режим, под которым понимают процесс обмена воздухом между помещениями и наружным воздухом. Системы вентиляции предназначены для удаления из помещений загрязненного и подачу в них чистого воздуха. При этом расчетная температура внутреннего воздуха не должна изменяться. Система вентиляции состоит из устройств для нагревания, увлажнения и осушения приточного воздуха.

Системы кондиционирования воздуха являются более совершенными средствами создания и обеспечения в помещениях улучшенного микроклимата, т. е. заданных параметров воздуха: температуры, влажности и чистоты при допустимой скорости движения воздуха в помещении независимо от наружных метеорологических условий и переменных по времени вредных выделений в помещениях. Системы кондиционирования воздуха состоят из устройств термовлажностной обработки воздуха, очистки его от пыли, биологических загрязнений и запахов, перемещения и распределения воздуха в помещении, автоматического управления оборудованием и аппаратурой.

1. Исходные данные

Местонахождение помещения: г. Братск

Схема здания: гараж на 5 грузовых автомобилей (см рис.1).

Таблица 1.1 - Климатические параметры холодного периода года

Температура воздуха, °С	Отопительный Период	Средняя скорость ветра в январе, м/с	Влажностная зона
абсолютная минимальная	наиболее холодной пятидневки	расчетная на вентиляцию	продолжительность в сутках	средняя температура, °С
tmin	Tн	t вт	no	Tср
-50	-43	-26	249	-8,6	3,4	сухая

Таблица 1.2 - Значения температуры внутреннего воздуха для комнат данного здания (см рис.1)

Номер по плану	Наименование	Температура, °С
1	Пост технического обслуживания	16
2	Слесарная мастерская	20
3	Узел ввода сетей, венткамера	20
4	Установка эл. щитков	18
5	Душевая	20
6	Санузел	20
7	Гардероб	20
8	Кладовая запчастей	16
9	Стоянка автомобилей	16



Перечень оборудования Экспликация помещения

Поз.	Наименование	Кол-во	Примечание	Поз.	Наименование	Кол-во	Примечание
1	Пресса П-45	4		1	Прессовое от-е
2	Туннельные печи	2		2	Кабинет нач-ка цеха
3	Шлиф-е станки	3	36742	3	ОТК
4	Шлиф-й станок	1	36723	4	Упаковка
5	Шлиф-й станок	4	36722	5	Кантора цеха
6	Обрезные станки	1		6	Сан. кабины и душевые
7	Токарный станок	1		7	Лаборатория
8	Отстойник для шлама	1		8	Шлифовальное отделение
9	Силовые шкафы

Рисунок 1 - Схема здания

2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

2.1 Теплотехнический расчет наружных стен

В зависимости от расчетных значений температуры и относительной влажности внутреннего воздуха по таблице 3.2 [1] устанавливаем, что тепловой режим помещения - нормальный.

По прил. 2 [2] в зависимости от влажностного режима помещения и зоны влажности определяются условия эксплуатации ограждающих конструкций. Условия эксплуатации - Б.

Для установленных условий эксплуатации из П. 3 [2] выбираются значения теплотехнических показателей материалов, использованных в конструкции наружной стены.

Рисунок 2.1 - Схема конструкции наружной стены:

1- цементно-перлитовый раствор; 2- пенополиуритан; 3- бетон на зольном гравии.

Таблица 2.1 - Значения теплотехнических показателей материалов, использованных в конструкции наружной стены (из П. 3 [2])

Наименование материалов	Плотность , кг/м3	Коэффициент теплопроводности , Вт/м·К	Толщина д, мм
цементно-перлитовый раствор	800	0,26	40
пенополиуритан (утеплитель)	60	0,041	150
бетон на зольном гравии	1000	0,3	160

Действительное термическое сопротивление определяется по формуле, мІ·К/Вт:

=,

где - коэффициент теплоотдачи внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения = 8.7 Вт/мІ·К;

- коэффициент теплоотдачи наружного воздуха, для стен: = 23 Вт/мІ·К, для потолка: = 17 Вт/мІ·К;

- коэффициенты теплопроводности, Вт/м·К;

- толщина отдельных слоев, м;

- толщина утеплителя, м.

мІ·К/Вт.

Определяем коэффициент теплопередачи, Вт/мІ·К:

,

Вт/мІ·К.

2.2 Теплотехнический расчет пола расположенного на грунте

Рисунок 2.2 - Схема конструкции пола:

1- железобетонная плита; 2- гранитная плитка; 3- ленолиум.

Таблица 2.2 - Значения теплотехнических показателей материалов, использованных в конструкции пола (из П. 3 [2])

Наименование материалов	Коэффициент теплопроводности , Вт/м·К	Толщина д, мм
железобетонная плита	0,33	250
гранитная плитка	3,49	25
ленолиум	0,33	10

Термическое сопротивление пола на грунте для каждой зоны определяется по формуле, мІ·К/Вт:

,

,

,

,

где - термическое сопротивление утепляющих слоев, мІ·К/Вт;

, , , - термическое сопротивление неутепляющих слоев, мІ·К/Вт (по [6]).

Рисунок 2.3 - Схема разделения пола на зоны.

= 2,2 мІ·К/Вт,

= 4,3 мІ·К/Вт,

= 8,6 мІ·К/Вт,

= 14,2 мІ·К/Вт.

Определяем коэффициент теплопередачи, Вт/мІ·К:

Вт/мІ·К,

Вт/мІ·К,

Вт/мІ·К,

Вт/мІ·К.

2.3 Теплотехнический расчёт световых проёмов

Для световых проемов по таблице 9 [2] определяется требуемое термическое сопротивление. Действительное термическое сопротивление должно быть не менее требуемого термического сопротивления .

Следовательно, среди конструкций заполнения светового проема по прил. 6 [2] выбирается двойное остекление в раздельном переплете с = 0,44 мІ·К/Вт, тогда Вт/мІ·К.

2.4 Теплотехнический расчёт крыши

Рисунок 2.4 - Схема конструкции крыши:

1- керамзитобетон; 2- пароизоляционный слой из рубероида; 3- плиты мягкие минераловатные.

Таблица 2.3 - Значения теплотехнических показателей материалов, использованных в конструкции крыши (из П. 3 [2])

Наименование материалов	Коэффициент теплопроводности , Вт/м·К	Толщина д, мм
керамзитобетон	0,33	220
пароизоляционный слой из рубероида	0,17	50
плиты мягкие минераловатные	0,076	80

Действительное термическое сопротивление для крыши определяется по формуле 2.1.2., мІ·К/Вт:

мІ·К/Вт.

Определяем коэффициент теплопередачи для крыши по формуле 2.1.3., Вт/мІ·К:

Вт/мІ·К.

2.5 Теплотехнический расчёт наружных дверей

Рисунок 2.5 - Схема конструкции наружной двери:

1- фанера; 2- доска.

Таблица 2.4 - Значения теплотехнических показателей материалов, использованных в конструкции дверей (из П. 3 [2])

Наименование материалов	Коэффициент теплопроводности , Вт/м·К	Толщина д, мм
фанера	0,16	120
доска	0,29	200

Действительное термическое сопротивление для дверей определяется по формуле 2.1.2., мІ·К/Вт:

мІ·К/Вт.

Определяем коэффициент теплопередачи для дверей по формуле 2.1.3., Вт/мІ·К:

Вт/мІ·К.

3. Расчет тепловыделения. Определение тепловой мощности системы отопления

3.1 Определение тепловой мощности системы отопления

Для определения тепловой мощности системы отопления составляется баланс часовых расходов тепла для расчетных зимних условий.

где - потери тепла через наружные ограждения (основные и добавочные), Вт;

- дополнительные потери теплоты, Вт;

потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха, Вт;

минимальные технологические и бытовые тепловыделения, Вт;

Потери теплоты (основные и добавочные) через ограждающие конструкции зданий, сооружений и помещений, следует определять путем суммирования потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции.

Вт

где k - коэффициент теплопередачи, Вт/мІ·К;

А - площадь ограждения, м2;

- расчетная температура внутри помещения, °С;

- расчетная температура снаружи помещения, °С;

n - коэффициент, зависящий от положения ограждающей конструкции, для стен n = 1, для потолка n = 0,9, для пола n = 0,6.

3.2 Определение дополнительных потерь теплоты

Дополнительные теплопотери на ориентацию зданий, Вт:

,

где основные теплопотери, Вт;

коэффициент, учитывающий ориентацию здания, для стен, окон, наружных дверей находящихся: в зоне север, северо-запад, северо-восток = 0,1; в зоне запад, юго-запад, восток, юго-восток = 0,05; в зоне юг = 0.

Дополнительные теплопотери на наличие двух и более стен:

В жилых зданиях в угловых помещениях температуру расчетную повышают на 2°С для остальных зданий аналогично добавкам на ориентацию.

Дополнительные теплопотери на открывание наружных дверей, Вт:

,

где коэффициент добавки, выбирается по [6].

Дополнительные теплопотери на не отапливаемые полы, Вт:

,

где = 0,05 - коэффициент добавки для пола.

3.3 Определение минимальных технологических и бытовых тепловыделений

Для ламп накаливания:

= n·150(300)=10*150=1500 Вт,

где n- число включенных ламп.

Для человека:

= n·175=9*175=1575 Вт,

где n - количество человек, работающих в данной комнате.

Для прессов и печей:

=6*0,5*0,5*0,1*2500=375 Вт,

где n- число работающих прессов и печей;

N = 25000 - количество тепла, которое отдает один пресс, Вт;

N = 15000 - количество тепла, которое отдает одна печь, Вт;

- коэффициенты соответственно равные 0,5;0,5;0,1.

3.4 Определение потерь теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха

Инфильтрация происходит через окна, балконные двери, ворота и т.д., то есть через неплотности.

Определяем расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч:

,

где индекс 1 относится к окнам;

индекс 2 относится к дверям и воротам;

индекс 3 относится к стыкам стеновых панелей;

А - площадь ограждения, м2;

l3 - длина стыков панелей;

Ri - сопротивление воздухопроницанию, для ворот- 1,6, для окон- 0,44;

?Pi- перепад давления на поверхности соответствующих ограждений на уровне расположения воздухопроницаемого элемента, Па:

где Н - высота здания, м.

h - высота от поверхности земли до верха окна/наружной двери, м;

- плотности внутреннего и наружного воздуха,:

кг/м3,

кг/м3,

кг/м3,

кг/м3,

g = 9.8- ускорение свободного падения, м/сІ;

k = 0,5 - коэффициент учитывающий изменение скоростного давления ветра по высоте здания;

х - скорость ветра (по табл. 1.1.), м/с;

Сн, Сз - аэродинамические коэффициенты на ветренной и заветренной поверхностях здания, равны 0,8 и -0,6 соответственно;

P0 - условное давление в помещении, Па:

Для зданий с балансированной вентиляцией или при отсутствии организованной вентиляции:

,

Потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха, Вт:

где с = 1,005 - теплоёмкость воздуха, кДж/кг·ч;

в - коэффициент, учитывающий нагревание инфильтрующегося воздуха, выбирается по [6].

Расчет для комнаты 1 - Прессовое отделение:

Па,

Па,

кг/ч,

Вт.

Расчет для комнаты 2 - Кабинет начальника цеха:

Па,

Па,

кг/ч,

 Вт.

Расчет для комнаты 3 - ОТК:

Вт.

Расчет для комнаты 4 - Упаковка:

Па,

Па,

кг/ч,

Вт.

Расчет для комнаты 5 - Контора цеха:

Вт.

Расчет для комнаты 7 - Лаборатория:

Вт.

Расчет для комнаты 8 - Шлифовальное отделение:

Вт.

Расчетные данные всех предыдущих разделов заносятся в табл. 3.5.

3.5 Ведомость расчета теплопотерь

Таблица 3.5 - ведомость расчета теплопотерь

Номер поля	tВ,°С	Характеристика ограждения	tН,°С	tВ - tН,°С	n	k, Вт/мІ·К	Основные теплопотери, Вт	Дополнительные теплопотери, Вт	Суммарные дополнительные теплопотери, Вт	Потери на инфильтрацию, Вт	Бытовые тепловыделения, Вт	Суммарные теплопотери, ВТ
		Наименование	Ориентация	Размер	Площадь, мІ						На ориентацию	Наличие двух и более стен	На открывание дверей	На неотапливаемые полы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
101	16	НС 1	С	27,54	71,12	-46	62	1	0,22	970,08	485,04	97,01	-	106,01	1498,25	623,7	3450	20062,55
		2	З	94	31,68			1	0,22	432,12	21,61	21,61
		ВС		27,54	110	20	-4	1	0,22	-62,6
		ДО	С	1,82,49	38,88	-46	62	1	2,27	5471	547,1	547,1
			З	1,82,41	4,32			1	2,27	607,99	30,4	30,4
		ПТ		2714,3+ 223,5	463,1			0,9	0,46	11886,8
		ПЛ 1			71			0,6	0,45	1188,54
		2			59			0,6	0,23	504,8
		3			65			0,6	0,12	290,16
		4			52,5			0,6	0,07	136,71
102	20	НС 1	С	64	19,68	-46	66	1	0,22	285,75	28,58	28,58	-	16,74	279,26	144,72	180	2769,09
		ВС			7,68	16	4	1	0,22	6,76
		2	В	34	7,68	-46	66	1	0,22	111,51	5,6	5,6
		ДО	С В	1,82,4 1,82,4	4,32 4,32			1	2,27	647,22 647,22	64,72 32,36	64,72 32,36
		ПТ		63	18			0,9	0,46	491,83
		ПЛ 1			17			0,6	0,45	302,94
		2			3,5			0,6	0,23	31,88
103	20	НС 1	В	4,54	9,36	-46	66	1	0,22	135,91	6,8	-	-	14,05	85,57	144,72	270	2417,59
		ДО	В	1,82,4	4,32			1	2,27	1294,44	64,72	-
		ПТ		4,56	27			0,9	0,46	737,75
		ПЛ 1			9			0,6	0,45	160,38
		2			10,5			0,6	0,23	95,63
		3			5,25			0,6	0,12	24,95
		ВС			9,36	16	4	1	0,22	8,24
104	18	НС 1	В	3,74	10,48	-46	64	1	0,22	147,56	7,38	-	-	10,94	49,72	85,44	222	1499,34
		ДО	В	1,82,4	4,32			1	2,27	627,61	31,4	-
		ПЛ 1			7,4			0,6	0,45	127,87
		2			7,4			0,6	0,23	65,36
		3			5,55			0,6	0,12	25,57
		ПТ		3,76	22,2			0,9	0,46	588,21
105	20	ВС 1 2			19,68 8,88	25 16	-5 4	1 1	0,22 0,22	-21,65 7,81			-	10,55	49,36	72,36	198	1451,95
		НС 1	В	3,34	8,88	-46	66	1	0,22	128,94	6,45
		ДО	В	1,82,4	4,32			1	2,27	647,22	32,36
		ПЛ 1			6,6			0,6	0,45	117,61
		2			8,85			0,6	0,23	80,61
		3			2,7			0,6	0,12	12,83
		ПТ		3,36	7,69			0,9	0,46	541,02
106	25	ВС 1 2			19,68 14	20 16	5 9	1 1	0,22 0,22	21,65 27,72			-	15,76	37,62	-	200	1413,38
		НС 1 2	В Ю	43,5 6,34	14 25,2	-46	59	1 1	0,22 0,22	218,68 393,62	10,93	10,93
		ПТ		3,56,3	22,05			0,9	0,46	648,14
		ПЛ 1			18			0,6	0,45	286,74
		2			3,5			0,6	0,23	28,50
107	18	НС 1	Ю	54	11,36	-46	64	1	0,22	159,95			-	11,52	11,52	170,88	185	1485,7
		ПТ		3,75	18,5			0,9	0,46	490,18
		ДО	Ю	1,82,42	8,64			1	2,27	607,99
		ПЛ 1			10			0,6	0,45	172,8
		2			6,5			0,6	0,23	57,41
108	16	НС 1 2	Ю З	22,24 9,54	58,96 33,68	-46	62	1 1	0,22 0,22	804,21 459,4	22,97	22,97	-	96,73	2303,47	498,96	167,5	15856,97
		ДО 1 2	Ю З	1,82,47 1,82,41	30,24 4,32			1 1	2,27 2,27	5471 607,99	30,4	30,4
		ПТ			235,5			0,9	0,46	6044,85
		ПЛ 1			62			0,6	0,45	1037,88
		2			58,5			0,6	0,23	500,53
		3			52			0,6	0,12	232,13
		4			63			0,6	0,07	164,05
109	16	ВС 1			7,68	20	-4	1	0,22	-6,76		-	352,5	20,1	454,36	16,61	200	2988,71
		2			9,36	20	-4	1	0,22	-8,24
		3			8,88	20	-4	1	0,22	-7,81
		4			14	25	-9	1	0,22	-27,72
		НС 1 2	С Ю	34 34	7,68 7,68	-46	62	1 1	0,22 0,22	104,76 104,76	10,48	10,48
		ДО	С	1,82,4	4,32			1	2,27	607,99	30,4	30,4
		ВТ	Ю	22,1	4,2			1	0,625	162,75
		ПТ		318	54			0,9	0,46	1386,07
		ПЛ 1			12			0,6	0,45	200,88
		2			12			0,6	0,23	102,67
		3			14,75			0,6	0,12	65,84
		4			12,5			0,6	0,07	32,55

4. Описание системы отопления

теплотехнический отопление водяной калорифер

По способу циркуляции теплоносителя проектируемая система отопления - насосная. По схеме включения отопительного прибора в стояк - двухтрубная. По направлению объединения отопительного прибора в стояк - горизонтальная. По месту расположения подающей и обратной магистрали - с нижней разводкой.

Водяная система отопления имеет преимущества. Она обеспечивает равномерный прогрев помещения, поверхность отопительного прибора имеет невысокую температуру. Система водяного отопления проста в центральном и местном регулировании. Бесшумно действует, кроме того, она сравнительно долговечна.

В проектируемом здании система отопления с нижней разводкой, поэтому стояки (лежаки) размещаем вдоль наружных стен открыто над полом помещений.

Отопительный прибор, подводки и регулирующая арматура образуют радиаторный узел. В качестве регулирующей арматуры непосредственно перед прибором используют КРД (кран двойной регулировки).



Рисунок 3 - Аксонометрическая схема системы отопления

5. Расчет отопительных приборов

Определение количества воды, протекающее по каждому из расчетных участков, кг/ч:

,

где - тепловая нагрузка участка, составленная из тепловых нагрузок отопительных приборов, Вт;

с = 4,19 - теплоёмкость воды, кДж/кг·К;

= 70 - температура воды в обратке, °С;

, - коэффициенты, соответственно равные 1,02 и 1,03;

- температура воды на входе в отопительный прибор, °С:

,

где - температура воды на входе в предыдущий отопительный прибор на аксонометрической схеме (рисунок 3) , °С;

- потери температуры воды на участке, °С:

,

где - длина i - го участка трубопровода, м;

- теплоотдача трубопроводов выбирается из [1], Вт/м.

Полезная теплоотдача труб стояка определяется по формуле, Вт:

,

где = 0,4 - горизонтальная и вертикальная длина трубы при подводке к отопительному прибору, м.

Расчетные значения заносятся в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - расчетные значения отопительных приборов

№ участ-ка	, м	, Вт	, °С	, кг/ч	, Вт/м (верт/горриз)	, м	, °С	, °С
ГЦК
1	32	49945,28	130	751,39	218/258	1	16	0,31
2	32	30596,36	129,69	462,69	217/256	3,5	16	1,75
3	32	28590,11	127,94	445,41	212/251	2,5	16	1,27
4	32	26583,86	126,67	423,44	210/246	3,5	16	1,83
5	32	24577,61	124,84	404,55	212/250	2,5	16	1,39
6	32	22571,36	123,45	381,19	166/200	3,5	16	1,66
7	25	20565,11	121,79	358,44	163/198	2,5	16	1,25
8	25	18558,86	120,54	331,47	160/195	3,5	16	1,86
9	25	16552,61	118,68	306,93	158/191	2,5	16	1,40
10	25	14546,36	117,28	277,72	150/182	3	16	1,77
11	20	12540,11	115,51	248,29	113/139	4	16	2,02
12	20	9551,41	113,49	198,25	109/136	4,5	20	2,79
13	20	8166,91	110,70	181,13	105/130	3	20	1,94
14	15	6782,41	108,76	157,95	81/104	2,5	20	1,49
15	15	4364,82	107,27	105,71	80/101	3,5	20	3,02
16	15	2865,48	104,25	75,52	78/101	2,5	18	3,02
17	15	1413,38	101,23	40,85	72/93	4	20	8,22
ВЦК
1	25	19348,92	129,69	292,60	178/216	12,9	16	8,60
2	25	17342,67	121,09	306,41	160/194	3,5	16	2,00
3	25	15360,55	119,09	282,45	154/188	2,5	16	1,50
4	20	13378,43	117,59	253,76	123/154	3,5	16	1,92
5	20	11396,31	115,67	225,25	120/149	2,5	16	1,49
6	20	9414,19	114,18	192,35	116/144	3,5	16	2,37
7	15	7432,07	111,81	160,46	90/116	2,5	16	1,63
8	15	5449,95	110,18	122,44	88/114	3,5	16	2,94
9	15	3467,83	107,24	84,06	84/108	2,5	16	2,90
10	15	1485,70	104,34	39,05	81/103	5,4	16	12,8

Определяем теплоотдачу регистра, Вт:

,

По расчетным значениям выбираем регистры и заносим значения в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - значения регистров

№ ком наты	, Вт	, Вт	, Вт	, ккал/ч	Мар-ка регистра	Кол-во труб в регистре	Дли-на регистра, м	Нагрева-тельная поверх-ность, мІ	Тепло-отда-ча, ккал/ч	Вес, кг
1,8	2006,25	406,6	1599,65	1855,59	РГ-2	3	2	2,43	2070	89
2,3,4,5,6	1400	302,4	1097,6	1273,22	РГ-6	4	1	1,98	1725	89
9	2988,7	200,5	2788,2	3234,31	РГ-6	4	3	4,20	3775	163

6. Гидравлический расчет системы водяного отопления

Системы отопления представляют собой разветвлённую сеть теплопроводов, выполняющих важную функцию распределения теплоносителя по отопительным приборам. Целью гидравлического расчёта является определение таких диаметров теплопроводов, при которых обеспечивался бы требуемый расход теплоносителя через каждый отопительный прибор при потере давления в системе, не превышающей располагаемого напора на вводе.

Расчетное циркуляционное давление в системах с искусственной циркуляцией складывается из давления, создаваемого насосом , и естественного давления . В общем виде в системах водяного отопления определяются по формуле, Па:

= +,

По заданию принимаем = 10000 Па.

Ориентировочная потеря давления на трение определяются по формуле, Па/м:

,

где - сумма длин трубопроводов на расчётных участках главного циркуляционного кольца (ГЦК), м.

Па/м.

По найденным расходам на участках и величине по П. 6 из [1] для каждого расчетного участка устанавливаем фактическую удельную потерю давления на трение , диаметр труб и скорость движения воды .

Потери давления , Па, на преодоление трения на участке теплопровода с постоянным расходом движущейся среды и неизменным диаметром определяются по формуле:

где l - длина трубопровода на расчетном участке, м.

Данные заносим в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 - значения гидравлического расчета системы водяного отопления

Номер участка	, кг/ч	Диаметр, м	, м	, м/с	, Па/м	, Па
ГЦК
1	751,39	32	1	0,210	22	22
2	462,69	32	3,5	0,128	8,9	31,15
3	445,41	32	2,5	0,124	8,3	20,75
4	423,44	32	3,5	0,118	7,5	26,25
5	404,55	32	2,5	0,113	6,9	17,25
6	381,19	32	3,5	0,107	6,3	22,05
7	358,44	25	2,5	0,178	23,1	57,75
8	331,47	25	3,5	0,165	19,6	68,6
9	306,93	25	2,5	0,150	17	19,5
10	277,72	25	3	0,136	14,1	42,3
11	248,29	20	4	0,200	40	160
12	198,25	20	4,5	0,158	26	117
13	181,13	20	3	0,145	22	66
14	157,95	15	2,5	0,238	82,6	206,5
15	105,71	15	3,5	0,153	37	129,5
16	75,52	15	2,5	0,110	20	50
17	40,85	15	4	0,060	4,5	18
ВЦК
1	292,60	25	12,9	0,148	16,5	212,85
2	306,41	25	3,5	0,150	17	59,5
3	282,45	25	2,5	0,138	14,6	17,1
4	253,76	20	3,5	0,202	42	147
5	225,25	20	2,5	0,180	33	82,5
6	192,35	20	3,5	0,154	24,9	87,15
7	160,46	15	2,5	0,238	84	210
8	122,44	15	3,5	0,180	48	168
9	84,06	15	2,5	0,124	24,2	60,5
10	39,05	15	5,4	0,057	4	21,6

Потери давления на преодоление местных сопротивлений , Па определяются по [1], предварительно выбирая - сумма коэффициентов местных сопротивления в данном участке теплопровода (принимаем в зависимости от диаметра трубопровода по П. 5 [1]).

Данные заносим в таблицу 6.2.

Таблица 6.2 -

Номер участка	, м/с	Диаметр, м		, Па		, Па
ГЦК
1	0,210	32	3	86,2	0	0
2	0,128	32	1,5	11,3	3	24,8
3	0,124	32	1,5	10,6	3	22,9
4	0,118	32	1,5	9,5	3	21,1
5	0,113	32	1,5	8,9	3	18,7
6	0,107	32	1,5	7,8	3	16,8
7	0,178	25	1,5	23,5	3	50,2
8	0,165	25	1,5	20	3	40,0
9	0,150	25	1,5	17,6	3	35,2
10	0,136	25	1,5	13,3	3	26,7
11	0,200	20	1,5	29,6	3	58,7
12	0,158	20	1,5+1,1	24,6	3+1,1	49,1
13	0,145	20	1,5	15,4	3	30,8
14	0,238	15	1,5	42,2	3	84,5
15	0,153	15	1,5	17,6	3	35,2
16	0,110	15	1,5	8,6	3	17,7
17	0,060	15	1,5+1,6	5,28	3+1,6	8,8
ВЦК
1	0,148	25	1,5	17,5	3	35,2
2	0,150	25	1,5+0,6	23,5	3+0,6	35,2
3	0,138	25	1,5	14,2	3	27,6
4	0,202	20	1,5	30,4	3	58,7
5	0,180	20	1,5	25,1	3	50,2
6	0,154	20	1,5	17,6	3	35,2
7	0,238	15	1,5	42,1	3	84,5
8	0,180	15	1,5	25,1	3	50,2
9	0,124	15	1,5	11,6	3	22,9
10	0,057	15	1,5	2,7	3	5,3

Зная потери давления на преодоление местных сопротивлений и потери давления на преодоление трения на участке, определим полную потерю давления, возникающие при движении воды в теплопровод главного циркуляционного кольца:

, Па;

Па.

Величина неувязки, при расчете главного циркуляционного кольца, которая не должна превышать 15%, определяется по формуле:

Так как величина невязки > 15% необходима установка дроссельной шайбы:

,

где - перепад давлений.

мм < 5 мм

Шайба не ставится.

Оделяем величину неувязки для второстепенного циркуляционного кольца:

,

.

7. Описание системы вентиляции

По способу перемещения удаляемого из помещения и подаваемого в помещения воздуха различает вентиляцию естественную (неорганизованную и организованную) и механическую (искусственную).

Под неорганизованной естественной вентиляцией понимают воздухообмен в помещениях, происходящий под влиянием разности плотностей наружного и внутреннего воздуха и действия ветра через неплотности ограждающих конструкций, а также при открывании форточек, фрамуг и дверей.

Механической или искусственной вентиляцией называется способ подачи воздуха в помещение или удаления из него с помощью вентилятора. Такой способ воздухообмена является более совершенным, т.к. воздух, подаваемый в помещение, может быть специально подготовленным в отношении его чистоты, температуры и влажности.

По способу организации воздухообмена в помещениях вентиляция может быть обще-обменной, местной (локализующей), смешанной, аварийной и противодымной.

По назначению системы вентиляции подразделяются на приточные и вытяжные. Системы вентиляции, удаляющие загрязненный воздух из помещения, называются вытяжными. Системы вентиляции, обеспечивающие подачу в помещение наружного воздуха, подогреваемого в холодный период года, называются приточными. Вытяжные системы вентиляции в зависимости от места удаления вредных выделений, а приточные системы вентиляции с зависимости от места подачи наружного воздуха подразделяются на обще-обменные, местные и смешанные.

Обще-обменная вентиляция предусматривается для создания одинаковых условий воздушной среды, главным образом в рабочей зоне.

При местной вытяжной вентиляции загрязненный воздух удаляется прямо из мест его загрязнения. Местная приточная вентиляция применяется в тех случаях, когда свежий воздух требуется лишь в определенных местах помещения (на рабочих местах).

Рисунок 4 - Аксонометрическая схема системы вентиляции

8. Расчет воздухообмена в здании

8.1 Расход воздуха для производственных помещений

мі/ч,

мі/ч,

где N - количество людей в помещении, чел;

n - коэффициент, равный 1-2 1/ч;

- объем помещения, мі.

В 1 помещении:

=6251,85 мі/ч;

В 2 помещении:

=60 мі/ч;

В 3 помещении:

=162 мі/ч,

В 4 помещении:

=60 мі/ч;

В 5 помещении:

=60 мі/ч;

В 6 помещении:

=60 мі/ч;

В 7 помещении:

=111 мі/ч;

В 8 помещении:

=3532,5 мі/ч;

Общий расход составит:

мі/ч.

8.2 Выбор вентиляционной решетки

Определяем предварительную площадь вентиляционной решетки, мІ:

,

где =3-4 м/с - оптимальная скорость воздуха.

В 1 помещении:

=0,49 мІ,

Выбираем по [1] 8 решеток по 0,03 мІ, с размерами 200200 мм.

В 2,3,4,5,6,7 помещении:

Выбираем по 1 решетке 0,018 мІ, с размерами 120120 мм.

В 8 помещении:

=0,25 мІ,

Выбираем 4 решетки по 0,03 мІ, с размерами 200200 мм.

9. Аэродинамический расчёт приточной механической системы вентиляции

По рисунку 4 выбираем расчётную магистраль.

Учитывая что в магистральном воздухопроводе скорость воздуха 8 м/с и зная расход воздуха L на каждом участке, по таблицам «Расчет воздуховодов и вентиляционных каналов» определяем, что при скорости движения воздуха v, м/с в воздуховоде диаметром d, м потеря давления на трение на 1 м воздуховода составляет R, кгс/мІ и динамическое давление , кгс/мІ.

Определим потерю давления на каждом из расчетных участков, Па:

=8,81*1=8,81Па;

где - длинна участка, м;

- удельные потери давления, Па/м, определяем из [1].

Определим потери давления на преодоление местных сопротивлений:

где - сумма коэффициентов местных сопротивления на данном участке воздуховода, принимаем в зависимости от диаметра воздуховода по прил. 9 [1];

- динамическое давление, кгс/мІ.

Общая потеря давления на участке составляет, Па:

Сопротивление системы воздуховодов, Па:

Аэродинамический расчет представлен в таблице 9.1.

Таблица 9.1 - Расчетная таблица сети воздуховодов общего назначения

Участок	Количество воздуха, мі/ч	Длина участка, м	Скорость V,м/с	Размеры воздуховодов, мм	Потери давления на трение, Па	Скоростное давление	Сумма коэффициентов местных сопротивлений	Потери давления на местные сопротивления Z, Па	Общие потери давления на участке,	Суммарные потери давления, Па
1	5028,6	1	12	280 280	0,555	8,81	0,5	4,4	13,21	27,67
2	3504,6	27	9	280 280	0,562	4,95	0,1	0,5	5,45
3	726	4,4	8	280 280	0,522	3,91	0,1	0,4	4,31
4	342	4	6	280 280	0,362	2,2	0,1	0,22	2,4
5	120	4	5	280 280	0,299	1,53	0,1	0,15	1,7
6	60	4	3	280 280	0,156	0,55	0,3	0,05	0,6

10. Расчет и подбор калорифера

Для нагревания воздуха применяют преимущественно стальные и биметаллические со спирально-накатным оребрением калориферы. Оребрение увеличивает площадь поверхности нагрева.

Теплопередающая поверхность пластинчатых калориферов выполнена из стальных трубок диаметром 16х1,2 мм и стальных гофрированных пластин толщиной 0,55 мм, насаженных на трубки на расстоянии 4,8 мм одна от другой.

Технико-экономическими показателями калорифера являются коэффициент теплопередачи, аэродинамическое сопротивление проходу воздуха и масса металла, приходящаяся на 1 м3 площади поверхности нагрева.

При определении коэффициента теплопередачи пользуются массовой скоростью движения воздуха = 8-11, кг/(с·м2), в живом сечении калорифера, а не линейной, потому что остается постоянной на всем пути прохождения воздуха, в то время как линейная скорость , м/с, изменяется, вследствие нагревания и увеличения объема воздуха.

Определяем площадь живого сечения калорифера, мІ:

,

=0,068 мІ.

Пользуясь техническими данными о калориферах (по [5]) подбираем калорифер: КВБ - 2, площадь поверхности нагрева - 9,9 мІ,

площадь живого сечения для воздуха - 0,115 мІ, для воды - 0,0046 мІ.

Определяем действительную массовую скорость:

=0,746/0,115=6,5 кг/(с·м2).

Определим расход теплоты для нагревания воздуха, Вт:

,

где - начальная и конечная температуры воздуха, поступающего в калорифер, °С.

=37,87 кВт.

Количество воды проходящей через каждый калорифер, кг/с:

,

=0,36 кг/с.

Определяем скорость воды в трубах, м/с:

,

где - плотность воды при средней температуре, кг/мі,

n - число калориферов, шт.

=0,082 м/с.

Рассчитываем необходимую площадь поверхности нагрева, мІ:

,

где k - коэффициент теплопередачи (определяется по [5]), Дж/мІ·К·с;

- расчетная разность температур, °С:

==105 °С.

=19,25 мІ.

Определяем число устанавливаемых калориферов:

= 2 шт.,

9,9·2 = 19,8 мІ.

Запас площади нагрева составит:



Рисунок 5 - Схема подключения калориферов

11. Подбор вентилятора

Вентилятор подбирают по заданной производительности мі/ч, и требуемому полному давлению вентилятора Р, Па, пользуясь рабочими характеристиками. В них для определенной частоты вращения колеса даются зависимости между подачей вентилятора по воздуху, с одной стороны, и создаваемым давлением, потребляемой мощностью и коэффициентом полезного действия с другой.

Определяем расчетный расход вентилятора:

мі/ч.

Определяем расчетное давление, создаваемое вентилятором:

,

где = 1 - коэффициент;

RК = 31 - потери давления созданные калорифером, Па.

Па.

По результатам расчета был выбран вентилятор Ц4-70 серии №5.

КПД вентилятора - з = 0,7.

Мощность, потребляемая на валу вентилятора - кВт.



Рисунок 6 - Схема приточной вентиляционной камеры

Заключение

В ходе расчета курсовой работы были спроектированы система отопления и вентиляции для производственного здания. Было выбрано основное оборудование.

Был проведен:

1 теплотехнический расчет наружных ограждений (теплотехнический расчет наружных стен);

2 рассчитана тепловая мощность системы отопления;

3 гидравлический расчет системы отопления, где суммарные потери давления на всех участках составили Па.

4 расчет и выбор системы вентиляции: общее количество приточного воздуха м3/ч. Установленное число калориферов - =2;

5 аэродинамический расчет вентиляции;

6 расчет и выбор вентилятора: расчетные потери давления составили Па. Вентилятор: Ц4-70 серии №5 , КПД вентилятора - 70%, мощность, потребляемая на валу вентилятора - кВт.

Список использованнЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 «Вентиляция и кондиционирование воздуха.» Справочник проектировщика. Под редакцией И.Г. Староверова. - 3-е изд. - М.: Стройиздат, 1978. - 509 с.

2 Тихомиров К.В., Сергиенко Э.С. Теплотехника, теплогазо-снабжение и вентиляция: Учебник для вузов. - 4-е издание., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 2015. - 480 с.

3 СниП - 2.04.05 - 91* «Отопление, вентиляция, кондиционирование». / Госстрой СССР М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 64 с.

4 СниП II - 3 - 79* «Строительная теплотехника». / Госстрой СССР М.:

5 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.»: Программа, задания и методические указания/ И. Г. Беляев, Е.В. Тартыкорва - Братск: ГОУ ВПО "БрГУ", 2006.-20 с.

6 Лекции по дисциплине: «Системы отопления и вентиляции»/ С. А. Семенов. - Братск: ГОУ ВПО "БрГУ", 2012.

Размещено на Allbest.ru